碳纤维增强塑料（CFRP）副反射器支撑杆是在天线中用于将副反射器连接到馈源支套上的结构制件。卫星天线上的支撑杆若采用金属材料制造，不但重量大，而且由于线膨胀系数较大（如铝为22@10K'~24@10^-6K^-1），在大温差（-100e~100e）的空间环境中支撑杆的轴向尺寸变化大，对天线的电气性能会产生很大的影响。

　　碳纤维增强塑料以其高比强度、高比刚度、结构可设计性和高尺寸稳定性成为优良的宇航材料。根据异形支撑杆的结构特点，在成型过程中采用特殊的方法解决了异形支撑杆的脱模问题。通过热收缩管封装技术的应用，获得了外表面光滑的副面支撑杆，实现了近似无余量成型，同时通过铺层设计和成型工艺控制，使支撑杆轴向线膨胀系数达到112@10^-6K^-1，满足了设计小于115@10^-6K^-1的要求，大大提高了支撑杆轴向的尺寸稳定性。

　　CFRP杆件模具大多采用芯模形式，制件成型后用拔管机将芯模拔出，或用水将水溶性砂芯模溶去。模具材料主要有钢、铝、膨胀橡胶、水溶性砂芯材料等。根据支撑杆的结构特点，截面尺寸很小，不宜采用水溶性砂芯材料，又因为该支撑杆两端的截面为圆形而中间段的截面椭圆形，所以采用常规的方法芯模无法脱出。

　　受水溶性砂芯材料溶解芯模的启示，采用了廉价的普通铝管经专用模具压制成所需的复合材料支撑杆模具，复合材料固化成型后采用腐蚀法去掉芯模即可得到复合材料支撑杆。在铝芯模压成型过程中，若直接用模具在压机上压制成型芯模，椭圆过渡段表面不平滑，有折痕。作者通过采用在铝管毛坯中填充细砂子方法，获得了圆滑的椭圆过渡段表面。

　　材料的模量越高，比重越小，膨胀系数越小，则制件的形状稳定性越好，热负载对天线精度的影响越小。因此高模量的碳纤维成为天线构件的首选增强材料，通过综合比较，本制件选择了日本东丽公司的M40碳纤维用于轴向铺层，而周向铺层选用模量较低，强度和延伸率较大的T300碳纤维。树脂选用已经成熟应用于空间卫星构件、工艺性好、有一定耐温性能的4211体系如国内八十年代研制的卫星天线支架采用的也是M40碳纤维和648#酚醛环氧树脂组成复合材料。

　　常规的CFRP杆件，不论是缠绕成型、搓管成型、在最后封装固化时，由于预浸料压实时使封装材料产生皱折，使制件表面产生溢胶、皱折等，这种现象往往通过机械加工进行处理，再进行表面涂覆（如钓鱼杆、高尔夫球杆等）。本制件为变截面结构，不容易用机械加工来获得光滑外表面，利用热缩材料的热收缩特性、不粘性和耐热性等特点，通过对热缩管材料的成型工艺研究，解决了复合材料管材的外观质量问题。

　　热缩管封装：用热缩管封装，然后装入真空袋，用隔离织物作透气材料，进热压罐固化成型。在热缩管封装时，宜采用热吹风，从一头缩起，将空气从另一头赶出，以免造成表面缺陷。

　　通过对热缩管封装工艺和碳纤维增强塑料支撑杆成型工艺的研究，成功地研制出了近似无余量成型的表面光滑的碳纤维增强塑料支撑杆。成型的支撑杆比铝制件减重67%，大大减轻了结构重量。支撑杆轴向线膨胀系数为112@10^-6K^-1，满足了设计小于115@10^-6K^-1的要求，大大提高了支撑杆的轴向尺寸稳定性，从而保证了天线的电气性能。

　　阅读延伸：《超轻量化碳纤维卫星反射镜的技术》